永昕群

（中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院，北京 100029）

1 龍護(hù)舍利寶塔震后搶險(xiǎn)及修繕概況

龍護(hù)舍利寶塔（以下簡(jiǎn)稱龍護(hù)塔）位于四川省德陽(yáng)市旌陽(yáng)區(qū)孝泉鎮(zhèn)三孝園內(nèi)，東鄰孝泉師范學(xué)校。塔外觀13層，塔高34.75 m，是四川省現(xiàn)存唯一的元代磚塔。三孝園內(nèi)除龍護(hù)塔外，尚有文物建筑藏經(jīng)閣以及其他附屬建筑，塔西南側(cè)為一水池，內(nèi)有泉眼（圖1）。該塔所在的孝泉鎮(zhèn)屬于8度區(qū)，毗鄰汶川“5·12”特大地震重災(zāi)區(qū)綿竹。

圖1 修繕后龍護(hù)塔及塔院全景（來(lái)源：作者自攝）

2008年5月12日，龍護(hù)塔在四川汶川特大地震中損毀嚴(yán)重。2008年5月28日，國(guó)家文物局童明康副局長(zhǎng)率專家組到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作，中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院張廷皓院長(zhǎng)親自上塔踏勘（圖2、圖3），判斷該塔狀況非常危險(xiǎn)，極有可能在隨后的余震中倒塌，當(dāng)場(chǎng)承擔(dān)了該塔的搶險(xiǎn)與修繕任務(wù)，回京后迅速落實(shí)，選派項(xiàng)目組于6月4日到達(dá)災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)。該項(xiàng)目組是第一批次入川開展文物建筑搶險(xiǎn)修繕設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，項(xiàng)目組即冒著不斷發(fā)生的余震，在塔內(nèi)外并登到殘損最為嚴(yán)重的塔頂層進(jìn)行初步測(cè)繪與現(xiàn)場(chǎng)勘察。6月6日，初步完成現(xiàn)場(chǎng)工作，手繪搶險(xiǎn)加固方案，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告四川省文物局。四川省文物局當(dāng)即同意立即開展搶險(xiǎn)工程。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)初步勘察所掌握的震損情況及危急程度，項(xiàng)目組將龍護(hù)塔的維修分為震后搶險(xiǎn)支護(hù)與全面維修加固兩階段。另外，工程內(nèi)容還包括塔前藏經(jīng)閣維修與塔院內(nèi)景觀環(huán)境整治。

圖2 龍護(hù)塔南側(cè)震損外景（來(lái)源：張廷皓攝于2008年5月28日）

圖3 塔頂層震損內(nèi)景（來(lái)源：張廷皓攝）

2008年7月底，率先完成了對(duì)該塔的搶險(xiǎn)支護(hù)工作。隨后開展詳細(xì)勘察、研究分析與設(shè)計(jì)，啟動(dòng)維修加固施工。2011年年初，全面維修加固與環(huán)境整治基本完工，2011年12月，通過(guò)四川省文物局組織的竣工驗(yàn)收。該項(xiàng)工程整合搶險(xiǎn)支護(hù)、維修加固、環(huán)境整治等防震減災(zāi)與保護(hù)利用措施于一體，是一次完整的建筑遺產(chǎn)減災(zāi)與保護(hù)修繕實(shí)踐。經(jīng)完工近10年來(lái)的觀察，維修加固效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)（圖4）。

圖4 震損后與修繕后龍護(hù)塔照片對(duì)比（來(lái)源：作者自攝）

本文主要介紹第一階段震后搶險(xiǎn)支護(hù)工作，第二階段全面維修加固另文撰述。

2 龍護(hù)塔價(jià)值、形制與做法

“5·12”地震時(shí)龍護(hù)塔為四川省文物保護(hù)單位，現(xiàn)為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，是四川省現(xiàn)存唯一的一座元代磚塔。該塔早期建筑形制特征明顯，是研究四川磚塔演變過(guò)程的重要實(shí)物例證，具有重要的歷史價(jià)值。龍護(hù)塔內(nèi)部空間豐富，光影動(dòng)人，具有很高的藝術(shù)價(jià)值；外觀挺拔秀美，是孝泉鎮(zhèn)的制高點(diǎn)與視覺(jué)中心，在城鎮(zhèn)空間與景觀中占據(jù)重要地位。

龍護(hù)塔歷經(jīng)史上多次地震，雖遭受嚴(yán)重破壞，但終能屹立不倒。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與建造方法具有重要的科學(xué)價(jià)值，承載了大量相關(guān)歷史信息。另外，龍護(hù)塔不僅是德陽(yáng)市尤其是歷史文化名鎮(zhèn)孝泉鎮(zhèn)的標(biāo)志性古建筑，而且是歷史上重要寺廟遺存，因此具有重要的文化與社會(huì)價(jià)值。

龍護(hù)塔為13層密檐式方形磚塔，高34.75 m（自剎頂至最下層基座南側(cè)底部），逐級(jí)迭縮，內(nèi)部5層，上有天宮。塔身坐落于2層基座之上，一層塔檐用磚疊澀12層挑出，挑檐第12層用單磚砌出菱角牙子。第2至第8層每層都有開拱券形窗，兩側(cè)為破子欞窗，9級(jí)開3扇拱券形窗，10至13級(jí)當(dāng)中僅設(shè)拱券形窗，兩側(cè)均不開窗。塔身外罩白灰抹面。塔內(nèi)共5層，另有1層天宮，第1至第5層塑有佛像；每層中為塔心室，第1至第4層室頂有磚砌斗及藻井；第5層頂為空井，與天宮相通；天宮為一穹頂，貫通外觀第11至第13層。第1至第5層間設(shè)磴道相通，磴道位于塔體外壁與內(nèi)筒之間，屬壁內(nèi)折上式結(jié)構(gòu)[1]（圖5、圖6）。

圖5 龍護(hù)塔立面、剖面測(cè)繪圖（單位：mm）（來(lái)源：永昕群、何蓉、富玫妹、劉忠平、張秋艷、吳育華測(cè)繪，2009）

圖6 龍護(hù)塔部分仰視平面測(cè)繪圖（單位：mm）（來(lái)源：永昕群、何蓉、富玫妹、劉忠平、張秋艷、吳育華測(cè)繪）

本塔為方形平面，疊澀出檐，外觀上整體保存唐代磚塔遺制，但內(nèi)部空間較唐塔復(fù)雜，與建于北宋末年的宜賓舊州白塔頗為近似。外觀上看：上部疊澀檐接近直線而非凹曲線；下部疊澀檐略微凹曲。整座塔輪廓線下部峻直、幾無(wú)收分，上部5層收分明顯，與唐、宋類似磚塔的柔和拋物線式輪廓線有著明顯差異，這些反映出龍護(hù)塔晚期磚塔的特點(diǎn)，這可能與前述民國(guó)《德陽(yáng)縣志》所云建塔時(shí)分為兩個(gè)階段施工有關(guān)。

龍護(hù)塔砌體材料為青磚，里側(cè)采用黃泥砌筑，外側(cè)采用白灰砌筑。磚有長(zhǎng)方形、方形多種尺寸，塔內(nèi)第5層外壁內(nèi)側(cè)砌筑個(gè)別的菱形紋磚，具有早期漢晉風(fēng)格。塔身外涂麻刀灰，厚約10 mm，外罩石灰刷白，內(nèi)壁頂棚抹灰，磚雕處白灰罩面。塔檐部及部分洞口邊灰塑刷飾為黑色。塔身外表面存在晚期維修時(shí)，局部用水泥修補(bǔ)情況。每層4角懸掛鈴鐸，為近年修繕時(shí)補(bǔ)配，但大部分已丟失或損壞（圖7～圖10）。

圖7 塔內(nèi)部第2層前室人字（來(lái)源：作者自攝）

圖8 塔內(nèi)部第2層塔心室彩畫與八棱柱（來(lái)源：作者自攝）

圖9 塔內(nèi)第5層外墻內(nèi)側(cè)砌筑的菱形紋磚（來(lái)源：作者自攝）

圖10 塔頂?shù)?2層檐下早期彩畫遺存（來(lái)源：作者自攝）

3 龍護(hù)塔震后清理中的新發(fā)現(xiàn)

據(jù)民國(guó)版《德陽(yáng)縣志》，龍護(hù)塔始建于元順帝至正二年(1342年)①西安人趙文德(陜西棉花商)發(fā)愿獨(dú)修塔13層，至7層而中止(傳因趙文德水土不服，得病后回陜西病故)。趙文德病故后，其弟趙文禮續(xù)修6層，到至正十三年(1353年)竣工，前后歷經(jīng)12年建成。明成化十七年(1481年)，僧明諶補(bǔ)葺塔巔；明正德十三年(1518年)僧寶印置琉璃寶頂，故稱為“龍護(hù)舍利琉璃寶塔”；到清乾隆二十五年(1760年)，僧禪宗培修塔腳；乾隆末年，有狂人攀援而上，毀其頂，僧寂穩(wěn)重修塔頂；嘉慶十六年(1811年)，延祚寺住持天祥又進(jìn)行維修。1934年，僧能海、貫一、昌圓、法光見(jiàn)塔上磚石破裂，“發(fā)愿培修……三載竣工，煥然一新”。。本次地震后，龍護(hù)塔震損嚴(yán)重，9層以上大量塔檐磚掉落，清理現(xiàn)場(chǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)帶有磚刻題記的方磚一塊，印證了傳世文獻(xiàn)的記載（圖11）。銘文曰“安西府施主趙文德□□財(cái)重修一十三層寶塔至正二年正月題”②當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場(chǎng)清理人員有德陽(yáng)市文物考古研究所所長(zhǎng)劉章澤，旌陽(yáng)區(qū)文管所姚筱萍、鄧麗、陳勇，孝泉鎮(zhèn)文化專干鄭殊，旌陽(yáng)區(qū)文體局王明聰?shù)?。德?yáng)市文物考古研究所拓印建塔磚銘文，此處銘文由德陽(yáng)市文物考古研究所劉章澤識(shí)讀。。這是首次發(fā)現(xiàn)的記載此塔建造人及準(zhǔn)確建造年代的實(shí)物。

圖11 地震掉落的元代建塔銘文磚（來(lái)源：劉章澤、鄧麗攝）

在臨時(shí)搶險(xiǎn)加固工程施工過(guò)程中，清理鎏金塔剎銹跡后發(fā)現(xiàn)其上正面為六字真言梵文，背面一方框中為發(fā)愿文（圖12），為中華乙亥（“中華民國(guó)”二十四年，公元1935年），銘文為“三寶弟子陳能怡奉獻(xiàn)塔頂一尊，愿法界眾生離苦難，川省人民息兵災(zāi)，歷世父母生西方，自他速證菩提道，中華乙亥夏敬立”③塔剎銘文由永昕群識(shí)讀、標(biāo)點(diǎn)。。下層塔基西南角也砌筑有“中華民國(guó)二十四年培修舍利塔”的銘文磚④此磚銘文由永昕群識(shí)讀。，與記載相合，且可補(bǔ)充文獻(xiàn)不足（圖13）。

圖12 鎏金寶頂發(fā)愿文（來(lái)源：作者自攝，PS處理）

圖13 塔基1935年修繕銘文磚（來(lái)源：作者自攝）

本次施工中發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)第4至第5層之間存在一個(gè)南北向矢高很淺的磚砌筒形拱構(gòu)成的低矮夾層，并向西開口與第9層西窗相通（圖14），較為罕見(jiàn)，此前未在其他磚塔中發(fā)現(xiàn)類似做法⑤施工中工人發(fā)現(xiàn)5層地面縫隙有光透入，經(jīng)永昕群現(xiàn)場(chǎng)勘察分析推測(cè)可能與西側(cè)外墻窗洞有關(guān)，遂通知德陽(yáng)市文物考古研究所所長(zhǎng)劉章澤、旌陽(yáng)區(qū)文旅局王明聰副局長(zhǎng)、文管所所長(zhǎng)鄧麗等到現(xiàn)場(chǎng)共同指示工人揭除地面磚，發(fā)現(xiàn)這一夾層，夾層中未發(fā)現(xiàn)任何物品。。推測(cè)有可能是趙文禮續(xù)修時(shí)所建用于瘞藏的空間，但其中未發(fā)現(xiàn)遺物[2]（圖15、圖16）。

圖14 塔內(nèi)第4至5層之間筒形夾層圖（來(lái)源：永昕群、何蓉、富玫妹、劉忠平、張秋艷、吳育華測(cè)繪；單位：m）

圖15 揭除塔內(nèi)層地面磚探查（來(lái)源：作者自攝）

圖16 自西側(cè)洞口看新發(fā)現(xiàn)的磚筒形拱上皮（來(lái)源：作者自攝）

據(jù)唐·釋道宣《集神州三寶感通錄三卷》記載[3]，隋大業(yè)初，益州名僧道卓在已有塔基上造雒縣寺木塔，“益州郭下法成寺，沙門道卓有名僧也。大業(yè)初雒縣寺塔無(wú)人修葺，才有下基。卓乃率化四部造木浮圖，莊飾備矣。塔為龍護(hù)，居在西南角井中，時(shí)有相現(xiàn)。側(cè)有三池，莫知淺深。三龍居之，人莫敢臨。貞觀十三年，三龍大斗，雷霆振擊水火交飛，久之乃靜。塔如本住，人皆拾取龍毛，長(zhǎng)三尺許，黃赤可愛(ài)”⑥大正新修大藏經(jīng)/第五十二冊(cè) 史傳部四/二一○六 集神州三寶感通錄三卷/卷上/隋益州晉源縣塔緣十四。檢索自網(wǎng)絡(luò)漢籍電子文獻(xiàn)瀚典全文檢索系統(tǒng)。。另《法苑珠林》卷二十九“藍(lán)摩國(guó)(中印度)多空城。城東南有佛塔，減百尺，昔初八分之一分舍利也，靈光時(shí)起。其側(cè)有清池，龍變?yōu)樯撸隼@其塔。有野象采華以散之。無(wú)憂王欲開，龍護(hù)不許”⑦釋道世.法苑珠林校注[M]. 周叔迦,蘇晉仁,注.北京:中華書局,2003.。雒縣位于今孝泉附近，因此孝泉龍護(hù)塔很可能是由于附會(huì)著名的雒縣塔與無(wú)憂王之故事而命名。龍護(hù)塔西南方向有泉眼及水池，也與《法苑珠林》神話相契合。

4 地震對(duì)龍護(hù)塔及孝泉鎮(zhèn)的影響

孝泉地處成都斷陷西部邊緣構(gòu)造帶內(nèi)，其西側(cè)即為龍門山斷裂帶，歷史上強(qiáng)烈地震頻繁。對(duì)照文獻(xiàn)關(guān)于龍護(hù)塔的修繕記錄與歷史地震分布圖[4]（圖17），從1934年僧能海、貫一、昌圓、法光見(jiàn)塔上磚石破裂，“發(fā)愿培修……三載竣工，煥然一新”，以及現(xiàn)有塔剎1935年銘文可推知，1933年8月25日臨近孝泉的四川疊溪7.5級(jí)大地震對(duì)龍護(hù)塔影響較大。從地圖上看，疊溪大地震與汶川大地震同是距孝泉距離最近的大地震，該塔當(dāng)時(shí)必定受到嚴(yán)重震損，塔剎毀壞，因此才不得已進(jìn)行較為徹底的維修，維修時(shí)間達(dá)3年。1976年松潘平武7.2級(jí)地震對(duì)塔體造成一定破壞，1988年龍護(hù)塔進(jìn)行了一次維修。1996年，又對(duì)塔外檐及鈴鐸進(jìn)行了修繕與補(bǔ)配。

圖17 災(zāi)區(qū)歷史地震分布圖，1933年8月25日疊溪地震震中在孝泉西北 （來(lái)源：參考文獻(xiàn)[4]）

根據(jù)實(shí)測(cè)的地震波，2008年汶川地震的加速度最大峰值為424 cm/s2。峰值出現(xiàn)時(shí)間為地震開始后第65～82 s，地震持續(xù)時(shí)間為182～194 s。根據(jù)國(guó)家地震局發(fā)布的汶川地震烈度分布圖（圖18）可知[4]，孝泉鎮(zhèn)在汶川地震中的烈度為8度，故龍護(hù)塔應(yīng)按照8度進(jìn)行震損結(jié)構(gòu)分析。孝泉鎮(zhèn)位于震中映秀鎮(zhèn)東北約100 km處（東偏北15.9°），因此汶川地震的地震波對(duì)于龍護(hù)塔是接近東西方向的⑧汶川地震災(zāi)害地圖集編委會(huì).汶川地震災(zāi)害地圖集[M]. 成都:成都地圖出版社,2008.。

圖18 汶川地震烈度分布圖（來(lái)源：底圖引自參考文獻(xiàn)[4]）

孝泉鎮(zhèn)在2008年汶川地震中建筑破壞嚴(yán)重。毗鄰龍護(hù)塔的孝泉師范學(xué)院新建教學(xué)樓出屋面結(jié)柱子折斷，多幢學(xué)生宿舍樓與教師住宅樓布滿交叉裂縫，已無(wú)加固意義，震后被拆除（圖19）。由此可見(jiàn)龍護(hù)塔確實(shí)承受了巨大的地震荷載，作為孝泉鎮(zhèn)內(nèi)最高的建筑，遭遇遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度的特大地震（2008年德陽(yáng)抗震設(shè)防烈度為6度，震后調(diào)整為7度）[5]，雖然破壞嚴(yán)重，但未發(fā)生倒塌，達(dá)到了國(guó)標(biāo)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提出的“大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)⑨建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50011——2010[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2016.，表現(xiàn)出較好的抗震性能。汶川特大地震造成四川等省區(qū)古建筑的重大損失，10余座磚塔開裂、掉頭，甚至全部倒塌[6]，龍護(hù)塔屬于未倒塌或局部倒塌磚塔中破壞嚴(yán)重的典型。

圖19 龍護(hù)塔鄰近建筑震損情況（來(lái)源：作者自攝）

5 “5·12”地震龍護(hù)塔震損概況與減災(zāi)措施

5.1 震損概況

（1）自塔底到塔頂出現(xiàn)南北向的貫穿裂縫，塔身內(nèi)部南北向貫通開裂遍布各層中部，塔身越往上層裂縫越大，塔體被震為東、西兩個(gè)部分，整體性嚴(yán)重受損。

（2）塔身開裂破壞程度沿高度加劇，外觀9層（內(nèi)部第5、第6層）至塔頂破壞嚴(yán)重，尤以東北角與西南角破壞更為嚴(yán)重，最大裂縫寬度達(dá)10 cm（內(nèi)部第5層）。內(nèi)部5、6層墻體向東側(cè)外閃（圖20～圖24）。

圖20 龍護(hù)塔上部東側(cè)震損情況（來(lái)源：作者自攝）

（3）外觀9～11層塔檐塌落，殘破嚴(yán)重。

（4）塔內(nèi)部1～4層南北方向的拱券頂部全部開裂，內(nèi)部每層的拱頂中間都出現(xiàn)貫通裂縫，裂縫沿高度增加，內(nèi)部第5層拱券頂部磚垮塌。

（5）各層券窗破壞嚴(yán)重，外觀第8層（內(nèi)部第5、第6層）以上券窗塌落、開裂嚴(yán)重。

（6）經(jīng)目測(cè)，塔基未見(jiàn)沉降變形。

（7）部分塔基欄板垮塌。

圖21 龍護(hù)塔上部北側(cè)、西側(cè)震損情況（來(lái)源：作者自攝）

圖22 塔頂南北向裂縫（來(lái)源：作者自攝）

圖23 塔內(nèi)部第5層?xùn)|北角部墻體開裂（來(lái)源：作者自攝）

圖24 第3層塔心室磚藻井南北向開裂（來(lái)源：作者自攝）

5.2 震損結(jié)構(gòu)概念分析及估算

整個(gè)塔體被震為兩部分后，塔身剛度大幅度下降。剛度下降后，易與長(zhǎng)周期余震產(chǎn)生共振，發(fā)生整體垮塌。同時(shí)，風(fēng)荷載對(duì)塔身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的不利影響加大。整個(gè)塔體被震為兩部分后，各部分基底面積減小一半，其重心與形心重新分布，塔身整體傾覆危險(xiǎn)顯著增加。塔體上部外部第9層（內(nèi)部第5層）至塔頂破壞嚴(yán)重，在風(fēng)荷載、地震荷載及雨水作用下，易產(chǎn)生進(jìn)一步外閃、崩塌，造成塔“掉頭”的結(jié)果。就震后狀況來(lái)看，塔基穩(wěn)定性較好。以上是建立在現(xiàn)場(chǎng)初步勘查基礎(chǔ)上的概念分析，供搶險(xiǎn)方案設(shè)計(jì)之用。同時(shí)，鑒于現(xiàn)場(chǎng)緊急情況，按當(dāng)時(shí)的國(guó)標(biāo)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011——2001，采用底部剪力法手算求得每層結(jié)構(gòu)水平地震標(biāo)準(zhǔn)值，驗(yàn)算外箍槽鋼所能承受的拉力，并將這一估算結(jié)果作為設(shè)計(jì)參考。

采用Q235A10號(hào)熱軋普通槽鋼，截面積12.74 cm2，抗拉強(qiáng)度按照設(shè)計(jì)值，取235 MPa，則每根槽鋼所能承受的拉力為：，每圈槽鋼在一個(gè)水平方向上有2根，承受拉力共為598 kN，塔體每層（按內(nèi)部算）分布按6圈算。與各層結(jié)構(gòu)水平地震標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比可知，基本滿足結(jié)構(gòu)安全要求。因?yàn)槭桥R時(shí)性搶險(xiǎn)工程，槽鋼抗拉強(qiáng)度可按照標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，安全度更大[7]。

減災(zāi)措施設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則：認(rèn)真貫徹“保護(hù)為主、搶救第一”的文物保護(hù)工作方針；確保文物本體的安全性，防止局部或整體倒塌；特別要注重不得損害文物的真實(shí)性，最大限度地保存文物信息；強(qiáng)調(diào)保護(hù)措施的科學(xué)性與可再操作性，充分考慮與下一期全面維修工作的銜接。

5.3 主要減災(zāi)措施——搶險(xiǎn)支護(hù)

搶險(xiǎn)支護(hù)是龍護(hù)塔實(shí)施的震后主要減災(zāi)措施，包括：

（1）搭建塔體保護(hù)腳手架，塔頂覆蓋防水篷布，塔身四周設(shè)防護(hù)網(wǎng)，形成臨時(shí)保護(hù)棚，腳手架設(shè)置避雷裝置。防止雨水灌入松散塔體造成坍塌等二次災(zāi)害（圖25）。

圖25 龍護(hù)塔震后搶險(xiǎn)減災(zāi)臨時(shí)保護(hù)棚（來(lái)源：作者自攝）

（2）塔身各層外部加鋼箍保護(hù)。

（3）塔內(nèi)部?jī)?nèi)外筒之間用木方支頂，有效傳遞水平荷載。對(duì)內(nèi)部券門頂部進(jìn)行支頂。

（4）清理塔上部外檐、券窗震損的碎磚。

5.4 塔體外加設(shè)鋼箍

為加強(qiáng)塔身整體性，防止在余震中造成進(jìn)一步損壞或倒塌，作為抗震搶險(xiǎn)加固工程的主要措施，在塔體外加設(shè)鋼箍（圖26～圖28）。

圖26 底層鋼箍（來(lái)源：作者自攝）

（1）一層（外觀）設(shè)4道鋼箍，自檐下均分；2～13層（外觀）每層設(shè)2道鋼箍，分布于檐部上、下。鋼箍采用10號(hào)熱軋普通槽鋼，在角部與等邊角鋼焊接，每層形成小框架。

（2）鋼箍與塔體之間墊以邊長(zhǎng)10 cm木方，不得直接與塔體接觸，以保護(hù)文物本體。施工中應(yīng)注意保證木方的位置，尤其是角部木方不得出現(xiàn)移位。

（3）鋼箍在地上加工后，在塔上焊接、擰螺栓。鋼箍用螺栓加緊，使鋼箍與木方、塔身緊密接觸，鋼箍四角與中間結(jié)點(diǎn)均用節(jié)點(diǎn)板焊牢，形成固接的形式，減少變形與位移。

（4）采用Q235A10號(hào)熱軋普通槽鋼及10號(hào)熱軋等邊角鋼。槽鋼與角鋼節(jié)點(diǎn)板之間采用圍焊，焊縫寬度不小于6 mm，焊條為E43型。中部節(jié)點(diǎn)螺栓直徑為14 mm，安裝時(shí)手工擰緊，各層全部安裝結(jié)束后，用角鋼節(jié)點(diǎn)板焊牢。鋼箍外罩刷防銹漆（圖29）。

圖27 中層鋼箍（來(lái)源：作者自攝）

圖28 上層鋼箍（來(lái)源：作者自攝）

圖29 鋼箍加固詳圖（來(lái)源：作者自繪）

5.5 塔體內(nèi)木方支頂

龍護(hù)塔平面布局為內(nèi)外筒形式，為保證水平力有效傳遞，并顧及內(nèi)筒已開裂墻體的穩(wěn)定性，對(duì)內(nèi)部樓梯及1～5層內(nèi)外筒墻體用木方進(jìn)行支頂，支頂木方與墻體間墊以邊長(zhǎng)10 cm通長(zhǎng)木方，分散集中力，避免局部承壓過(guò)大。同時(shí)，對(duì)塔內(nèi)各層券門用木方進(jìn)行支頂（圖30、圖31）。

圖30 第5層外廊木方支頂（來(lái)源：作者自攝）

圖31 第5層中央拱券木方支頂（來(lái)源：作者自攝）

5.6 減災(zāi)措施效果

汶川5·12特大地震后，德陽(yáng)市余震不斷，這些余震對(duì)塔體造成了進(jìn)一步的破壞。2008年7月2日凌晨3點(diǎn)58分什邡、彭州交界地震，第二天筆者勘察塔體，發(fā)現(xiàn)1～5層（塔內(nèi)部層數(shù)）南北塔檐新的裂縫明顯，猶以2～4層為烈（圖32），頂部各層也存在破壞加劇的情況。8月1日及5日，在北川與平武及北川及青川又發(fā)生6.1級(jí)破壞性余震。8月1日的6.1級(jí)余震孝泉震感強(qiáng)烈，龍護(hù)塔長(zhǎng)時(shí)間大幅度搖擺，幸運(yùn)的是當(dāng)時(shí)搶險(xiǎn)工程的外鋼箍與內(nèi)木撐已完成，塔身整體性得到及時(shí)、有效的加強(qiáng)，這次嚴(yán)重余震沒(méi)有對(duì)塔體造成進(jìn)一步毀滅性破壞，避免了二次倒塌的次生災(zāi)害。為此，國(guó)家文物局將此次龍護(hù)塔搶險(xiǎn)支護(hù)情況作為“文物要情”（總第444期）上報(bào)中央[7]。

圖32 7月2日余震后新增及擴(kuò)大的裂縫（來(lái)源：作者自攝）

5.7 為全面修繕創(chuàng)造條件

基于前文的價(jià)值評(píng)估，龍護(hù)塔需滿足原址、無(wú)二次倒塌、現(xiàn)狀加固、全面修繕、環(huán)境提升等多方需求，才能真正做到基于價(jià)值的保護(hù)并展示傳承。相關(guān)保護(hù)工作即圍繞此目標(biāo)展開。

龍護(hù)塔搶險(xiǎn)支護(hù)的減災(zāi)措施及時(shí)、得當(dāng)，沒(méi)有在余震中發(fā)生局部或整體坍塌，結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，為接續(xù)下來(lái)的全面修繕創(chuàng)造了條件。隨后在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了詳細(xì)的勘察、測(cè)繪、檢測(cè)與深入全面的設(shè)計(jì)。貫徹真實(shí)性與可識(shí)別性的理念，綜合、協(xié)同運(yùn)用傳統(tǒng)勘察、設(shè)計(jì)手段與多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，立足對(duì)磚石古塔結(jié)構(gòu)特性的把握，對(duì)完好塔體、殘損現(xiàn)狀塔體及考慮加固措施塔體均開展了有限元建模與數(shù)值分析，同時(shí)結(jié)合主要施工工藝的試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了塔身嚴(yán)重震損情況下的現(xiàn)狀加固，避免了大規(guī)模拆砌對(duì)文物真實(shí)性造成的負(fù)面影響[8-9]。

6 中國(guó)磚石古塔塊體堆疊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

6.1 中國(guó)佛塔類型及流變概覽

中國(guó)佛塔傳自印度，隨佛教而興。早期佛塔大都為土木混合結(jié)構(gòu)，如北魏洛陽(yáng)永寧寺塔，但均已不存。學(xué)術(shù)界公認(rèn)的中國(guó)現(xiàn)存最早的佛塔是河南登封嵩岳寺塔，初建于北魏正光四年（公元523年），該塔為磚塔，黃泥漿砌筑，歷經(jīng)1 500年風(fēng)雨侵蝕，仍巍然屹立。晚唐、五代、遼、北宋屬于木塔與磚塔共同繁榮的時(shí)代，出現(xiàn)了北宋開封開寶寺木塔（區(qū)別于現(xiàn)存的開封“鐵塔”）、遼應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔（應(yīng)縣木塔）等樓閣式木塔杰作，也出現(xiàn)了如唐西安大慈恩寺塔（大雁塔）、薦福寺塔（小雁塔）、北宋定州開元寺塔（遼敵塔）、蘇州云巖寺塔（虎丘塔）、遼南京（今北京）天寧寺塔、遼慶州白塔等密檐式或樓閣式磚塔的高標(biāo)。

但由于天災(zāi)人禍，木構(gòu)不永于年，至今樓閣式木塔僅余應(yīng)縣木塔巋然獨(dú)存。除此以外，中國(guó)目前所有遺存的古塔都是磚石塔，尤以磚塔占絕大部分。磚塔主要有樓閣式（含磚內(nèi)筒木檐廊式）與密檐式兩種，以及少量華塔、覆缽式喇嘛塔、金剛寶座塔等形式。其平面主要有正方形、八角形、六角形，內(nèi)部又分為單筒中空、單筒帶塔心剎、內(nèi)外筒及實(shí)心等幾種平面布局形式。

6.2 中國(guó)磚石古塔砌筑灰漿強(qiáng)度超低

中國(guó)磚石古塔雖然是砌體結(jié)構(gòu)，但與西方古羅馬以來(lái)的主流砌體結(jié)構(gòu)較大不同之處在于：中國(guó)磚石古塔的砌筑灰漿膠結(jié)能力很差。西方自古羅馬以來(lái)混凝土就運(yùn)用到大跨度穹頂、拱券等建筑結(jié)構(gòu)，有賴于混凝土將離散的砌筑塊體膠結(jié)成完整的結(jié)構(gòu)體，砌筑灰漿的抗剪強(qiáng)度是砌體抵抗地震等水平力的關(guān)鍵指標(biāo)。這一傳統(tǒng)一直貫通到現(xiàn)代砌體，只是提高了混凝土強(qiáng)度以及在其中添加鋼材等各類加勁材，形成完整結(jié)構(gòu)體的基本思路未變。

大部分中國(guó)古塔采用黃泥漿砌筑，不含石灰等膠結(jié)材料，或石灰漿含量很少（部分晚期古塔采用白灰漿砌筑），相當(dāng)多的早期承重磚砌體砌筑灰漿強(qiáng)度為0或近似為0，且經(jīng)千百年自然風(fēng)化已經(jīng)粉化，起不到黏結(jié)松散磚、石塊材為一體的作用，其砌筑效能主要是墊平，防止應(yīng)力集中。這在結(jié)構(gòu)的意義上就是說(shuō)，中國(guó)磚石古塔的砌體整體性不強(qiáng)，總體上以松散塊體堆疊的形式存在，其之所以能夠形成一個(gè)完整高層結(jié)構(gòu)并屹立幾百上千年，抵抗住風(fēng)荷載與地震的破壞，是因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)特性與抗震機(jī)制。

6.3 中國(guó)磚石古塔具有塊體堆疊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

中國(guó)磚石古塔獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即是由砌筑的塊體堆疊而成：主要依靠砌筑塊體自身重力產(chǎn)生的摩擦力抵抗側(cè)向作用（地震與風(fēng)）而非灰漿膠結(jié)力，建構(gòu)方式類似于搭積木。這種結(jié)構(gòu)原理廣泛應(yīng)用于早期建筑中，包括本文主要的對(duì)象磚石古塔；還包括木結(jié)構(gòu)建筑，如單層的佛光寺東大殿、多層的應(yīng)縣木塔。輝煌的古希臘大理石神廟與砂巖和角礫巖砌筑起來(lái)的柬埔寨吳哥古跡亦是如此。

這種結(jié)構(gòu)具有隔震能力，與內(nèi)力連續(xù)分布的西方羅馬以降或近現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)相比，上部地震作用會(huì)減小，但同時(shí)整個(gè)砌體的水平抗剪強(qiáng)度則會(huì)下降。更因?yàn)樵降巾敳恐亓υ叫?，摩擦力亦即水平抗剪能力也相?yīng)減小，加之高聳結(jié)構(gòu)普遍具有的鞭梢效應(yīng)，導(dǎo)致磚塔的震害也經(jīng)常表現(xiàn)為上部較嚴(yán)重，包括塔剎震落或震歪、頂部開裂嚴(yán)重或震塌、掉頭等。塔體灰漿抗剪強(qiáng)度差還會(huì)直接影響磚塔中心因塔心室及外墻門洞等造成的結(jié)構(gòu)薄弱處的砌體垂直抗剪能力，常出現(xiàn)沿塔豎向中軸線的劈裂等。

7 磚石古塔防震減災(zāi)對(duì)策思考

龍護(hù)塔震后搶險(xiǎn)支護(hù)措施及時(shí)、簡(jiǎn)捷、有效，在短時(shí)間快速完成，抵御了較大余震的破壞，有效防止二次倒塌造成的次生災(zāi)害，由此引發(fā)幾點(diǎn)對(duì)磚石古塔防震減災(zāi)對(duì)策的粗淺思考。

（1）加強(qiáng)預(yù)防性保護(hù)力度。相比木結(jié)構(gòu)古建筑而言，磚石古塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其是震害高危類型，歷代古塔遺存及近幾十年內(nèi)幾次較大地震對(duì)磚石古塔的破壞均表明了此點(diǎn)。著名的定州北宋開元寺料敵塔（圖33）、明代扶風(fēng)法門寺磚塔（圖34）、都發(fā)生過(guò)1/4或1/2倒塌的情況。唐山地震與汶川地震后數(shù)十座磚塔震損（圖35），個(gè)別整體倒塌[6]。磚石古塔震損除自身破壞外，還會(huì)對(duì)內(nèi)部壁畫、彩塑等附屬文物造成不可挽回的損失。非常有必要加強(qiáng)磚石古塔結(jié)構(gòu)評(píng)估研究，并在項(xiàng)目安排與方案評(píng)審方面，倡導(dǎo)針對(duì)性提高結(jié)構(gòu)安全度的措施，應(yīng)適當(dāng)放寬磚石古塔預(yù)防性保護(hù)干預(yù)力度。

圖33 北宋定州開元寺料敵塔（來(lái)源：崔兆忠攝）

圖34 明代扶風(fēng)法門寺磚塔（來(lái)源：阿瑩，法門寺之佛，光明日?qǐng)?bào)，2016年4月15日 第13版）

圖35 遼代薊縣白塔?《口述 | 吳夢(mèng)麟：對(duì)“京津唐地震考古組”調(diào)查工作的回憶》，載2016年4月22日《北京文物報(bào)》。（來(lái)源：吳夢(mèng)麟攝）

青海玉樹藏娘佛塔曾于2003年左右修繕時(shí)，在覆缽墻體頂部及各層方臺(tái)頂部加設(shè)了鋼筋混凝土圈梁⑩天津大學(xué)建筑學(xué)院王其亨教授團(tuán)隊(duì)勘察設(shè)計(jì)（2002——2003年），筆者參加了勘察、測(cè)繪，并設(shè)計(jì)了加固的鋼筋砼圈梁。，2010年玉樹地震后，塔體基本完好，無(wú)局部垮塌，也保護(hù)了覆缽內(nèi)部墻體上珍貴的南宋時(shí)期壁畫（圖36）。這屬于加強(qiáng)預(yù)防性保護(hù)力度的正面案例。

圖36 2010年玉樹地震后維修前青海玉樹藏娘佛塔（來(lái)源：作者改繪，底圖照片系青海省文物局提供）

（2）完善結(jié)構(gòu)分析理論與方法。磚石古塔結(jié)構(gòu)分析除現(xiàn)有基于砌體連續(xù)假定的有限元分析方法之外，亟待開展探索基于離散的塊體堆疊，真實(shí)反映摩擦力作用的實(shí)體與接觸單元的分析方法[10]。同時(shí)，對(duì)古塔磚砌體抗剪強(qiáng)度進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，以獲取用于數(shù)值分析的可靠參數(shù)；再結(jié)合大比例實(shí)體模型的擬動(dòng)力與振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，最終形成符合實(shí)際情況的公認(rèn)的磚石古塔計(jì)算分析理論與方法，推廣應(yīng)用于磚石古塔的預(yù)防性保護(hù)、防震減災(zāi)以及全面修繕。

2009年，在龍護(hù)塔修繕設(shè)計(jì)中，使用ANSYS軟件進(jìn)行分析，限于當(dāng)時(shí)研究水平，采用了各向同性、勻質(zhì)、彈性的基本假定，未能采用離散元的分析方法[9,11]（圖37、圖38）。

圖37 龍護(hù)塔完整情況下地震作用下塔心室南北向水平剪應(yīng)力圖（單位：MPa）（來(lái)源：中國(guó)建筑科學(xué)研究院孟履祥、董越繪制，2009）

圖38 龍護(hù)塔開裂塔體加箍后有限元模型及其6.7秒向位移(單位：mm)（來(lái)源：中國(guó)建筑科學(xué)研究院,孟履祥,等.德陽(yáng)龍護(hù)舍利塔抗震驗(yàn)算報(bào)告及加固設(shè)計(jì)建議[R].2009.）

（3）震前做好基礎(chǔ)性研究、資料留存及防災(zāi)預(yù)案。詳細(xì)測(cè)繪、構(gòu)造調(diào)查、材料檢測(cè)、結(jié)構(gòu)評(píng)估應(yīng)在震前主動(dòng)開展，在資料完善的情況下，可以在震前或在震后第一時(shí)間提出防震減災(zāi)措施并實(shí)施。目前三維激光掃描、傾斜數(shù)字?jǐn)z影等技術(shù)已經(jīng)成熟運(yùn)用在文物領(lǐng)域，全面的信息留存是對(duì)文物的數(shù)字復(fù)制，本身就是防災(zāi)減災(zāi)的重要手段，也是對(duì)所有文物通用的措施。同時(shí)，根據(jù)文物價(jià)值評(píng)估及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制訂針對(duì)性的防災(zāi)預(yù)案，以搶險(xiǎn)支護(hù)為核心工作。

（4）震后第一時(shí)間開展搶險(xiǎn)支護(hù)。按照震前做好的應(yīng)急預(yù)案，震后第一時(shí)間對(duì)古塔開展搶險(xiǎn)支護(hù)，防止次生災(zāi)害的發(fā)生。

（5）留意新出遺跡，及時(shí)開展建筑考古。在震后清理及搶險(xiǎn)、勘察、修繕過(guò)程中，留意相關(guān)新發(fā)現(xiàn)的遺跡現(xiàn)象，準(zhǔn)確、全面、多手段記錄并予以妥善保護(hù)，必要者及時(shí)開展建筑考古。豐富、完善對(duì)文物的認(rèn)知及價(jià)值評(píng)估。

（6）明確磚石古塔防震減災(zāi)全過(guò)程實(shí)施程序并形成導(dǎo)則。包括震前的預(yù)防性保護(hù)、基礎(chǔ)研究、信息留存、防災(zāi)預(yù)案，震后搶險(xiǎn)支護(hù)、即時(shí)清理、信息記錄、建筑考古，震后穩(wěn)定期的勘察、設(shè)計(jì)、修繕加固與相關(guān)文物建筑、附屬建筑的修繕和必要的環(huán)境整治全過(guò)程。明確這些措施的啟動(dòng)機(jī)制與銜接節(jié)點(diǎn)，以及緊急情況下項(xiàng)目組織、人員安排、經(jīng)費(fèi)匡算與籌措、確定設(shè)計(jì)施工單位機(jī)制等。以設(shè)計(jì)文件為例，龍護(hù)塔整個(gè)維修過(guò)程中分別針對(duì)不同階段完成搶險(xiǎn)支護(hù)方案圖（圖39）、搶險(xiǎn)支護(hù)報(bào)告圖[7]（圖40）、全面修繕勘察與方案圖[2]（圖41）、全面修繕施工圖內(nèi)的4版圖紙，以滿足不同階段的設(shè)計(jì)深度需求。還包括塔院內(nèi)相關(guān)其他文物建筑、附屬建筑以及院落景觀環(huán)境的修繕與整治勘察設(shè)計(jì)方案及施工圖。

（7）借鑒國(guó)際上磚石砌體古建筑防震減災(zāi)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。意大利中部城市拉奎拉（L’Aquila）于2009年4月6日發(fā)生6.3級(jí)地震。拉奎拉古城中心區(qū)是世界文化遺產(chǎn)，此次大地震造成3 000至1萬(wàn)座樓房倒塌或受損，其中文物建筑占相當(dāng)數(shù)量。震后筆者曾奉派到現(xiàn)場(chǎng)考察?2009年6月底，國(guó)家文物局派遣中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院侯衛(wèi)東、詹長(zhǎng)法、永昕群3人赴意大利拉奎拉考察文物建筑震害情況并與意方商洽合作，6月27——30日在拉奎拉實(shí)地考察并與震損文物維修保護(hù)負(fù)責(zé)人及相關(guān)專家教授進(jìn)行交流。體會(huì)到意大利文物建筑防震減災(zāi)的機(jī)制及技術(shù)措施可資借鑒。震后搶險(xiǎn)期間拉奎拉中心區(qū)封閉管理，嚴(yán)格禁止無(wú)關(guān)人員出入。

圖39 第1版圖紙：2008年6月6日現(xiàn)場(chǎng)龍護(hù)塔搶險(xiǎn)加固方案，緊急情況下手繪方案圖（來(lái)源：作者自繪）

意大利當(dāng)局很快提出了拉奎拉文物建筑震損的評(píng)估方法，包括維修經(jīng)費(fèi)的估算以及維修工程的原則、措施等。震損評(píng)估建立在事先形成的一整套表格與圖示基礎(chǔ)上，非技術(shù)人員經(jīng)培訓(xùn)后可按圖索驥，現(xiàn)行填報(bào)，不需專業(yè)技術(shù)人員到場(chǎng)即可完成，以滿足時(shí)效性。經(jīng)費(fèi)估算主要參照以往災(zāi)害過(guò)后同類遺產(chǎn)維修的經(jīng)驗(yàn)。

截至2009年6月下旬，意大利政府已經(jīng)提供了45處可供國(guó)際援助的建筑遺產(chǎn)名單，并將相關(guān)建筑測(cè)繪圖及模型等資料匯編成冊(cè)。從減災(zāi)措施上看，有序安排塔吊高空清理排險(xiǎn)，震損后開裂、傾斜建筑均及時(shí)搭設(shè)腳手架或木方支護(hù)，開裂墻、柱采用高強(qiáng)度尼龍打包帶打箍。腳手架與打包帶節(jié)點(diǎn)先進(jìn)、操作快捷，是非常有效的技術(shù)措施。在此次磚石砌體古建筑防震減災(zāi)過(guò)程中，印象深刻的是，支護(hù)腳手架與打包帶箍都是整潔簇新、搭建規(guī)整的。雖然是臨時(shí)支護(hù)設(shè)施，但展現(xiàn)出各方對(duì)文物建筑的重視與獨(dú)特美感（圖42～圖46）。

圖40 第2版圖紙：2008年8月龍護(hù)塔搶險(xiǎn)加固工程報(bào)告圖紙（來(lái)源：中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院,永昕群,等.德陽(yáng)龍護(hù)舍利寶塔搶險(xiǎn)加固工程報(bào)告[R].2008.）

圖41 第3版圖紙：2009年8月?lián)岆U(xiǎn)支護(hù)后經(jīng)詳細(xì)勘察繪制的現(xiàn)狀殘損圖（來(lái)源：中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院,永昕群,等.四川德陽(yáng)龍護(hù)舍利寶塔搶險(xiǎn)修繕工程現(xiàn)狀勘察報(bào)告[R].2009.）

圖42 震后打包帶圍箍與塔吊高空排險(xiǎn)（來(lái)源：作者自攝）

圖43 腳手架豎向及水平支護(hù)（來(lái)源：作者自攝）

圖44 木方支護(hù)（來(lái)源：作者自攝）

圖45 打包帶打箍（來(lái)源：作者自攝）

圖46 簇新的腳手架整面墻體支護(hù)（來(lái)源：作者自攝）

8 結(jié)束語(yǔ)

從有效開展防震減災(zāi)，同時(shí)遵循“真實(shí)性”原則，最小干預(yù)的文物保護(hù)理念出發(fā)，有必要系統(tǒng)、全面、深入開展中國(guó)磚石古塔獨(dú)特的材料、砌筑方式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與抗震機(jī)制研究，為科學(xué)、適當(dāng)?shù)摹邦A(yù)防性保護(hù)”措施提供理論分析基礎(chǔ)與行政決策參考。另外，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外典型案例的細(xì)致總結(jié)，汲取正、反兩方面經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，也是優(yōu)選技術(shù)手段，構(gòu)建高效、連貫、適用的磚石古塔防震減災(zāi)實(shí)施程序與導(dǎo)則的必要準(zhǔn)備。

（致謝：德陽(yáng)市旌陽(yáng)區(qū)文化旅游體育局曾寧局長(zhǎng)、王明聰副局長(zhǎng)，德陽(yáng)市文物考古研究所劉章澤所長(zhǎng)，旌陽(yáng)區(qū)文物管理所姚筱萍、鄧麗所長(zhǎng)等當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)、專家在龍護(hù)塔維修過(guò)程中付出大量精力并鼎力支持。四川東洋機(jī)械公司李園、原總裝備部設(shè)計(jì)研究總院孫崇華、北京戴世達(dá)數(shù)碼技術(shù)有限公司陳重先生現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助勘察測(cè)繪。中國(guó)建筑科學(xué)研究院孟履祥、董越、劉小弟先生協(xié)助結(jié)構(gòu)分析。中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院張廷皓院長(zhǎng)擘畫全局，侯衛(wèi)東總工程師、楊新副總工程師審核把關(guān)，崔兆忠先生悉心指導(dǎo)，項(xiàng)目組劉忠平、劉江、張秋艷、吳育華及實(shí)習(xí)生何蓉、富玫妹共同完成搶險(xiǎn)修繕工程勘察設(shè)計(jì)。在此一并謹(jǐn)致謝忱。）